博迅培養(yǎng)箱是一種通過在箱體內(nèi)模擬細胞、組織或細菌在生物體內(nèi)生長所需的溫度、二氧化碳濃 度等環(huán)境條件，實現(xiàn)細胞、組織或細菌體外培養(yǎng)的裝置[1]，在醫(yī)院廣泛應(yīng)用于科研、檢驗、制藥、輔助生 殖等領(lǐng)域。

二氧化碳培養(yǎng)箱在運行過程中，可能出現(xiàn)二氧化碳濃度不準、溫度控制失靈等故障[2]，如果不 能及時排除將會影響標本保存，使實驗數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差，造成重大損失。

設(shè)計了一套遠程監(jiān)測報警系統(tǒng)， 可以遠程實時監(jiān)測二氧化碳培養(yǎng)箱各項參數(shù)，并在參數(shù)異常時以短信方式推送報警信息。

系統(tǒng)組成 本系統(tǒng)主要由采集端、云平臺和報警端三部分組成。其中，采集端通過串口與二氧化碳培養(yǎng)箱點對點 進行通信，并將采集到的溫度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、報錯代碼等數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到云端物聯(lián)網(wǎng)平臺；

云平臺存儲采集端發(fā)送的數(shù)據(jù)，并向用戶提供可視化數(shù)據(jù)展示；當二氧化碳培養(yǎng)箱出現(xiàn)報警時， 采集端將接收到的報錯信息通過云平臺轉(zhuǎn)發(fā)給報警端，并由報警端向用戶發(fā)送報警短信。系統(tǒng)的總體架構(gòu) 如圖 所示。

v> 采集端 本設(shè)計選用基于 ESP8266 芯片的 低功耗 WiFi 芯片，廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域 獨立運行，并負責無線網(wǎng)絡(luò)接入和數(shù)據(jù)傳輸 占用空間。

在串口通信中，通信的雙方必須采用相同的接口標準才能進行數(shù)據(jù)交互 采用 RS232 接口標準，邏輯 0 電平為 邏輯 0 電平為 0V，邏輯 1 電平為 轉(zhuǎn)換，保證串口正常通信[5-7]。

采集端電路原理圖如圖 2 所示 ESP-12E 的串行接口 16 腳、15 腳 接口 CN6 口的 TXD、RXD 相連 位置如圖 3 紅色方框所示。

中國醫(yī)學裝備大會暨 2021 醫(yī)學裝備展覽會論文匯編 107  圖 1  系統(tǒng)架構(gòu)示意圖 芯片的 ESP-12E 模組作為采集端主控模塊和無線通信模塊 廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，

其內(nèi)部集成了 32 位微處理器，能夠作為設(shè)備中唯一的控制器 并負責無線網(wǎng)絡(luò)接入和數(shù)據(jù)傳輸[3,4]，僅需少量外部電路即可保證正常工作， 通信的雙方必須采用相同的接口標準才能進行數(shù)據(jù)交互。本設(shè)計中 電平為+3V~+15V，

邏輯 1 電平為-3V~-15V，主控模塊采用 電平為+3.3V，為防止直接相連損壞模塊，采集端選用 MAX3232 圖 2  采集端電路原理圖 所示，ESP-12E 的 12 腳接按鍵 KEY1，MAX3232 芯片的 腳相連，

MAX3232 芯片的 13 腳、14 腳分別與二氧化碳培養(yǎng)箱主板的11 腳、12 腳分別與ESP-12E 的串行接口 16 腳、15 腳相連，采集端電源地與 CN6 口的 GND 相連，CN6 口在二氧化碳培養(yǎng)箱主板上 模組作為采集端主控模塊和無線通信模塊。

ESP8266 是一款 能夠作為設(shè)備中唯一的控制器 ，大大降低了 PCB 本設(shè)計中，二氧化碳培養(yǎng)箱 主控模塊采用 TTL 接口標準， MAX3232 芯片進行電平v> 轉(zhuǎn)換，保證串口正常通信。